Le tableau qui inclut des personnages au premier plan et un bâtiment central au fond, est inspiré de deux compositions du Perugin : le Christ donnant les clés à saint Pierre au sein du cycle de fresque de la chapelle de Sixtine et Le mariage de la Vierge appartenant aux collections du musée de Caen. Le tableau de Raphael possède toutefois une composition circulaire plus marquée que le Perugin qui développe une composition plus horizontale à la façon caractéristique du Quattrocento. Raphaël se distingue aussi par une maîtrise de la perspective plus affirmée et un espace plus ouvert.
Au premier plan, Joseph enfile solennellement l'anneau au doigt de la Vierge, et tient dans sa main gauche une branche fleurie, symbole qu'il a été choisi. Les branches des autres prétendants sont restés séches. Deux d'entre eux, déçus, cassent leur branche.
Le temple polygonal sur le modèle du Tempiettode San Pietro in Montorio de Bramante à Rome domine la composition et détermine la position du groupe au premier plan et même des autres personnages. L'axe central marqué par l'anneau Joseph divise la surface pavée et le temple en deux parts symétriques.
Une tonalité fauve d'or règne dans l'arrangement de couleur, avec des passages du rouge brun et lumineux pâle d'ivoire, de jaune, bleu-vert, foncé. Les formes brillantes semblent être immergées dans une atmosphère cristalline, dont l'essence est le ciel bleu-clair.